「本文来源：中国能源报」
全球光伏逆变器市场正在迎来第一波更换潮。多家市场研究机构发布研报称，随着早期地面电站的光伏逆变器寿命到期，全球光伏逆变器升级更换需求正不断显现，预计今年全球光伏逆变器的更换需求将达万千瓦，其中亚洲市场占比超四成，中国市场占鳌头。
值得注意的是，早期国内集中式光伏电站逆变器产品多为进口产品，国内市场被国外光伏逆变器品牌垄断。随着国产光伏逆变器竞争力不断提升，国内自主品牌全面崛起，在国内光伏逆变器市场占有率达98%，在全球光伏逆变器市场占有率也在60%左右。然而，国产产品与进口产品的输出电压等级并不完全相同，导致早期大型地面电站光伏逆变器更换面临电压等级和阻抗特性失配公认难题。如何抓住市场重大需求机遇，用最低成本做好光伏电站升级改造，使存量电站升值、达到降本增效的目的，成为目前国内光伏逆变器市场要解决的重要课题。
存量光伏逆变器技改需求攀升
据方正证券预测，今年全球光伏逆变器替换需求为万千瓦，到年将快速增长至万千瓦。而且随着全球新增装机规模的不断提升，未来光伏逆变器的替换需求也将持续增长。光伏逆变器制造企业也将迎来新的重大发展机遇。
市场研究机构埃信华迈公司早前也发布报告称，随着早期地面电站的光伏逆变器寿命到期，或部分出现故障等，第一波光伏逆变器更换高潮已然来临。而中国将会是全球第二大光伏逆变器更换需求市场，体量庞大。
但受光伏逆变器市场竞争以及产品更新换代技术等因素影响，要想打开这一片蓝海并不容易。山东奥太电气有限公司（下称“山东奥太”）新能源事业部总经理张洪亮告诉记者：“年以前，国内地面电站多选用的是艾默生、西门子、GE等进口品牌的光伏逆变器产品，其中艾默生等光伏逆变器的输出电压为伏，和目前国内光伏逆变器主流产品伏或伏的电压等级并不匹配。如果单纯地换上国内产品，则无法保障光伏光伏逆变器最大功率输出，导致发电效率下降，直接降低发电量。”
市场调查显示，要想找到以前的进口产品十分困难。如今，我国光伏逆变器产品在全球市场竞争力有目共睹，国产品牌的国内市场占有率已达98%，全球光伏市场占有率更是60%以上。当年垄断中国光伏逆变器市场的欧美品牌产品早已被迫退出。以艾默生为例，其在年就已停产，且不再提供升级服务。一旦光伏逆变器出现问题，只能更换兼容艾默生光伏逆变器的单元模块，这种方式不仅费用高昂，还存在散热差、达不到现行国家标准等的问题。
技改要“少花钱、多办事”
“年开始，就有客户向我们反映光伏逆变器技改难题，不是找不到合适的光伏逆变器更换，就是即使千辛万苦找到了，也负担不起更换费用。”张洪亮表示。山东奥太作为山东大学的校办企业，率先的参与了国内光伏市场，依靠托我国新能源并网控制专家、山东大学讲席教授张承慧及其团队的核心技术，完成了系列光伏光伏逆变器技术革新，实现了产品的推陈出新和升级换代。
在多年光伏逆变器技术研发和经验积累下，张承慧带领团队研发了光伏逆变器自升压技术，解决了早期存量光伏逆变器的更换难题。自升压技术主要解决的是光伏逆变器更换时的电压匹配问题。
据了解，这一技术有两大优势。一是“花最少的钱办最多的事”。“降本增效”是光伏行业的永恒主题。作为电站的重要电能变换装备，光伏逆变器也要本着这一大目标出发。在运用自升压技术后，既不用改变组件排列方式，也不用花大价钱去找原配件。在更换新光伏逆变器后，只需要增加占总容量15%的自升压装置就可满足现场需求，有“四两拨千斤”之功效，成本极低。二是，实现组件最大功率输出，一举多得。
“以软代硬”高级算法促升级
业内人士指出，光伏逆变器是连接组件发电侧和电网输出侧的咽喉，只有咽喉畅通了，才能促使电站发挥其最大效用。因此，仅实现电压匹配还不够。如何最大的利用控制算法等软件手段让电站展现最好的状态，让效率、发电量和收益最大化，才是光伏逆变器技术发展的主旋律。
增设自升压装置后，光伏逆变器输出电压与电网电压匹配了，同时光伏逆变器工作电压范围也拓宽了。要达到最高发电量，就要寻找到最优峰，这就需要通过高级自动寻优算法来实现，而张承慧提出的自动寻优技术则是从软件方面寻找最大功率点以提高发电量的技改技术。
事实上，光伏发电受天气影响光伏波动大，加之电网质量差、不确定性强，为了让光伏电保持较好的并网同步性和稳定性，张承慧还将非线性控制和电力电子融合，攻克了电网故障和多源扰动下的光伏精准并网控制难题。
张承慧表示：“光伏发电看似清洁，但是输出功率波动大，对电网干扰也大，我们要做的就是通过升级控制系统、优化控制算法，增强光伏逆变器的稳定性和安全性，以软件代硬件，开发光伏逆变器新功能，以提高光伏供电品质，做到给电网只帮忙不添乱。”
显然，利用控制理论解决实际工程问题已成发展必然，山东大学还基于“以软代硬”思想，提出光伏逆变器漏电流抑制、直接并联扩容等控制技术，借助于零阻抗旁路+低共模调制、虚拟阻抗匹配等软件手段取代了共模电抗器、阻尼电阻、隔离变压器等传统硬件，其中，直接并联技术比欧洲还要早两年，促进了我国光伏产业实现从跟跑到并跑，再到领跑的跨越。
目前，张承慧及其团队研发的上述技术已实现大规模产业化，成果成功应用在山东奥太等企业的光伏逆变器产品上，并研制出国际首台自升压式光伏逆变产品。其中，国内第一批地面电站青海华能格尔木50万千瓦光伏电站的光伏逆变器完成了国产化更换升级。实际运行数据显示，在完成技改后，该电站的发电量较此前增加了9%。这项成果被华能、华电等集团推广，在全国V光伏电站升级改造工程占比约68%，成效显著。面临全球光伏逆变器市场第一波更换潮，存量电站技术升级改造工程方兴未艾。
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